(57)【要約】  【課題】  固定部材を配置するスペースを確保する必要がなく、小型化において部品配置設計の制約とならず、余分な材料費や組み立て工数を省くことができる超音波探触子を提供する。  【解決手段】  円筒端部５ｂは、注入部材４に連結されたときに、与圧部材５の筒状胴部５ａの内部側に、かつ軸方向に突出し、連結後、円筒端部は、与圧部材の筒状胴部の内部側に挿入される注入部材の外周表面に接している。【選択図】  図２
2006101938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受信を行う超音波振動子と、前記超音波振動子を設置する基台と、前記基台に取り付け可能であって、前記基台に設置された前記超音波振動子を覆い、前記超音波振動子の前記超音波の送受信部を保護する略半球形状からなる音響窓と、前記基台に接続され、前記基台と前記音響窓とによって作られる前記超音波振動子を囲む空間に前記超音波を効率よく伝達させるための超音波伝達媒体を注入する注入部材と、前記注入部材に円筒端部を介して連結され、前記超音波伝達媒体の内圧が外気圧より高くなるよう弾性変形する筒状胴部を有する与圧部材とからなる超音波探触子において、
前記円筒端部は、前記注入部材に連結されたときに、前記与圧部材の前記筒状胴部の内部側に、かつ軸方向に突出し、連結後、前記円筒端部は、前記与圧部材の前記筒状胴部の内部側に挿入される前記注入部材の外周表面に接していることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記円筒端部は、あらかじめ前記与圧部材の前記筒状胴部の外部側に、かつ軸方向に円筒状に突出していることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記円筒端部は、あらかじめ前記与圧部材の前記筒状胴部の外部側に、かつ軸方向に、前記与圧部材の前記筒状胴部から離れるにつれて窄まる円錐形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を効率よく伝達させるための超音波伝達媒体が充填された超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を用いて体内画像を得る従来の超音波探触子では、超音波を効率よく伝達させるために、超音波振動子の周囲に超音波伝達媒体を充填させていた。この場合、充填させた超音波伝達媒体内には超音波の伝達を妨げる気泡を発生させてはならない。そこで、気泡のない状態を維持するには、超音波伝達媒体に内圧を発生させればよい。このような技術が下記の特許文献１及び２に開示されている。図５に従来の超音波探触子の一部の断面図を示す。図５には、不図示の超音波振動子の周囲の空間につながる中空孔を有する注入部材５００、ゴム材料からなる中空の部材で、注入部材５００を外側から、弾性変形することにより締め付けて連結させる与圧部材５０１、注入部材５００と与圧部材５０１とを確実に連結させるための固定部材５０２が示されている。与圧部材５０１の内部は、注入部材５００を経由して超音波振動子の周囲の空間につながっており、閉じた空間が形成されている。この空間には、与圧部材５０１の弾性変形により所望の内圧が発生するように、適切な量の液状の超音波伝達媒体が充填されている。
【０００３】
このように構成することにより、与圧部材５０１の弾性変形による弾性力で液状の超音波伝達媒体に内圧を発生させることができるため、気泡のない状態を維持することができ、超音波を効率よく伝達させることができる。ここで、周囲の温度の変化などで超音波伝達媒体が膨張した場合、超音波伝達媒体の増加した体積により、与圧部材５０１の弾性変形量が増加し、これにより超音波伝達媒体の内圧が増加するため、与圧部材５０１の注入部材５００を締め付ける力を緩和させる力５０３（以下、緩和力５０３とも言う）が発生する。緩和力５０３が大きい場合には、与圧部材５０１と注入部材５００との連結されている部分に隙間を生じさせ、超音波伝達媒体が漏出するという問題が生じる。しかし、上述した固定部材５０２によって、このような超音波伝達媒体の漏出という問題の発生を防ぐことができる。
【特許文献１】特開平９−２８９９６８号公報（段落０００７）
【特許文献２】特開２００３−３８４８８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、固定部材５０２を設けることは、固定部材５０２を配置するスペースを専用に確保しなければならず、超音波探触子の小型化において部品配置設計の制約という問題になっていた。また、固定部材５０２に相当する材料費、組み立て工数も余分に必要となるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、固定部材を配置するスペースを確保する必要がなく、小型化において部品配置設計の制約とならず、余分な材料費や組み立て工数を省くことができる超音波探触子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、超音波の送受信を行う超音波振動子と、前記超音波振動子を設置する基台と、前記基台に取り付け可能であって、前記基台に設置された前記超音波振動子を覆い、前記超音波振動子の前記超音波の送受信部を保護する略半球形状からなる音響窓と、前記基台に接続され、前記基台と前記音響窓とによって作られる前記超音波振動子を囲む空間に前記超音波を効率よく伝達させるための超音波伝達媒体を注入する注入部材と、前記注入部材に円筒端部を介して連結され、前記超音波伝達媒体の内圧が外気圧より高くなるよう弾性変形する筒状胴部を有する与圧部材とからなる超音波探触子において、前記円筒端部は、前記注入部材に連結されたときに、前記与圧部材の前記筒状胴部の内部側に、かつ軸方向に突出し、連結後、前記円筒端部は、前記与圧部材の前記筒状胴部の内部側に挿入される前記注入部材の外周表面に接していることを特徴とする超音波探触子が提供される。この構成により、固定部材を配置するスペースを確保する必要がなく、小型化において部品配置設計の制約とならず、余分な材料費や組み立て工数を省くことができる。
【０００７】
また、本発明の超音波探触子における前記円筒端部が、あらかじめ前記与圧部材の前記筒状胴部の外部側に、かつ軸方向に円筒状に突出していることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、与圧部材は簡素な形状となり、したがって金型も簡素な形状となる。よって、超音波伝達媒体が漏出しない信頼性の高い超音波探触子を、容易に製作可能な与圧部材で安価に提供することができる。
【０００８】
また、本発明の超音波探触子における前記円筒端部が、あらかじめ前記与圧部材の前記筒状胴部の外部側に、かつ軸方向に、前記与圧部材の前記筒状胴部から離れるにつれて窄まる円錐形状に形成されていることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、円筒端部を筒状胴部の内部に容易に突出させることができる。したがって、作業性が良く信頼性の高い超音波探触子を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の超音波探触子は、上記構成を有し、固定部材を配置するスペースを確保する必要がなく、小型化において部品配置設計の制約とならず、余分な材料費や組み立て工数を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子について図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子を示す図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材と与圧部材との接続の様子を示す図である。
【００１１】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子について図１を用いて説明する。図１に示すように、超音波探触子は、超音波振動子部１と、超音波振動子部１を設置する基台３と、基台３に取り付け可能であって、基台３に設置された超音波振動子部１を覆い、超音波振動子部１の不図示の超音波の送受信部を保護する略半球形状からなる音響窓２と、基台３に接続され、基台３と音響窓２とによって作られる超音波振動子部１を囲む空間に超音波を効率よく伝達させるための不図示の超音波伝達媒体を注入する注入部材４と、注入部材４に連結部を介して接続され、空間に注入された超音波伝達媒体内に気泡が生じないように、超音波伝達媒体の内圧が外気圧より高くなるよう弾性変形する与圧部材５と、与圧部材５の他端を封止する封止部材６とから構成されている。なお、超音波振動子部１は、超音波を送受信する超音波振動子、超音波の焦点を機械的に定めるレンズ、超音波振動子の背面への超音波の発生を防ぐ背面緩衝材、音響インピーダンスを整合する整合層、超音波振動子の信号線から構成されている。なお、これらの各要素は図示されていない。
【００１２】
注入部材４は、超音波伝達媒体を注入するための中空孔を有している。これにより、音響窓２によって覆われた超音波振動子部１を囲む空間は、注入部材４を介して与圧部材５の内部と一体の閉じた空間となっている。この一体となった空間には、図２に示すように、与圧部材５の筒状胴部５ａが所望の弾性変形する量の液状の超音波伝達媒体が注入される。与圧部材５の筒状胴部５ａの弾性変形量により超音波伝達媒体に、外部の大気圧（外気圧）よりも高い圧力（以下、内圧とも言う）を発生させて超音波伝達媒体内に気泡が発生することを防いでいる。これによって、超音波振動子部１で送受信される超音波は、不図示の被検体へ良好に伝達される。
【００１３】
ここで、上述した注入部材４と与圧部材５との接続の様子について図２を用いて説明する。図２は、第１の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材４と与圧部材５との接続の様子を示す断面図である。図２に示すように、与圧部材５は、筒状胴部５ａと、筒状胴部５ａの内側に円筒状に突出している上下２箇所の円筒端部５ｂとから構成されている。円筒端部５ｂは、与圧部材５（筒状胴部５ａ）の軸方向２０１に突出している。円筒端部５ｂは、与圧部材５（筒状胴部５ａ）の軸と略平行であればよく、軸と厳密に平行である必要はない。なお、後述する第２及び第３の実施の形態の場合であっても同様である。上述した注入部材４と与圧部材５とが連結される前の円筒端部５ｂは、あらかじめ筒状胴部５ａの内側に円筒状に突出していてもよく、また突出していなくてもよい。突出していない場合には、注入部材４が筒状胴部５ａの内部に挿入されるときに、円筒端部５ｂは注入部材４と共に筒状胴部５ａの内部に挿入され、筒状胴部５ａの内側に突出する。また、図２には２箇所の円筒端部５ｂのうち、一方には注入部材４が接続され、他方には封止部材６が接続されている様子が示されている。しかし、円筒端部５ｂは、２箇所設ける必要はなく、注入部材４に接続される側のみに設けるようにしてもよい。
【００１４】
このように構成された超音波探触子に超音波伝達媒体を充填することにより、超音波伝達媒体の内圧２００が円筒端部５ｂに作用し、円筒端部５ｂと注入部材４との結合及び円筒端部５ｂと封止部材６との結合が、内圧２００の分だけ強まる。したがって、温度変化などが発生しても、円筒端部５ｂと注入部材４との結合及び円筒部材５ｂと封止部材６との結合を緩和させる力は発生せず、確実に結合ができ、超音波伝達媒体が漏出することはない。
【００１５】
以上のように、第１の実施の形態に係る超音波探触子によれば、与圧部材５の筒状胴部５ａの内側へ一体に円筒端部５ｂを形成し注入部材４に連結させているので、専用の部材を使用することなく注入部材４と与圧部材５とを確実に結合することができる。したがって、超音波探触子の設計自由度が増し、小型化を促進することができるとともに、超音波伝達媒体が漏出することがない信頼性の高い超音波探触子を安価に実現することができる。
【００１６】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子について図３を用いて説明する。図３は本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材と与圧部材との接続の様子を示す断面図である。図３（ａ）は、与圧部材３００に注入部材３０２と封止部材３０１とが装着される前を示す図であり、図３（ｂ）は、与圧部材３００に注入部材３０２と封止部材３０１とが装着された後を示す図である。図３（ａ）に示すように、与圧部材３００の円筒端部３００ｂは、筒状胴部３００ａから外側へ筒状に突出している。図３に示す第２の実施の形態に係る超音波探触子では、筒状胴部３００ａの両端の２箇所に円筒端部３００ｂが形成されているが、注入部材３０２が結合される側にのみ円筒端部３００ｂを形成するようにしてもよい。また、円筒端部３００ｂは、弾性変形する部材である。なお、後述する第３の実施の形態においても同様である。
【００１７】
注入部材３０２と封止部材３０１とを与圧部材３００に結合させる場合には、図３（ｂ）に示すように、与圧部材３００の円筒端部３００ｂが筒状胴部３００ａの内部に、かつ軸方向３０３に筒状に突出するように注入部材３０２と封止部材３０１とを挿入する。円筒端部３００ｂが筒状胴部３００ａの内部へ突出するのは、注入部材３０２の外周（表面）と円筒端部３００ｂとが接する面に摩擦力が生じるためである。この摩擦力により、円筒端部３００ｂが筒状胴部３００ａの内部へ引きずり込まれる。ここで、円筒端部３００ｂが注入部材３０２及び封止部材３０１に接する面は、注入部材３０２及び封止部材３０１を挿入する前の円筒端部３００ｂの外側の面となる。なお、後述する第３の実施の形態の円筒端部４００ｂについても上述した円筒端部３００ｂと同様である。このように構成することによって、与圧部材３００は簡素な形状となり、それゆえ、金型も簡素な形状となり、製作も容易となる。したがって、与圧部材３００の歩留まりも向上し、品質も向上する。
【００１８】
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子によれば、与圧部材の円筒端部は、筒状胴部から外側へ筒状に突出して形成され、注入部材に結合する際に円筒端部が筒状胴部の内部に筒状に突出するように構成されているため、簡易な与圧部材で、超音波伝達媒体が漏出することがない信頼性の高い、安価な超音波探触子を実現することができる。
【００１９】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る超音波探触子について図４を用いて説明する。図４は本発明の第３の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材と与圧部材との接続の様子を示す断面図である。図４（ａ）は、与圧部材４００に注入部材４０２と封止部材４０１とが装着される前を示す図であり、図４（ｂ）は、与圧部材４００に注入部材４０２と封止部材４０１とが装着された後を示す図である。図４（ａ）に示すように、与圧部材４００の円筒端部４００ｂは、筒状胴部４００ａの外部側に、筒状胴部４００ａから離れるにつれて窄まる円錐形状に形成されている。「円錐形状に形成され」とは、例えば、図４（ａ）に示すように、円錐の尖り部分を除いた形状に形成されたことを言う。
【００２０】
このように構成することによって、図４（ｂ）に示すように、注入部材４０２と封止部材４０１とを与圧部材４００に結合させる際、円筒端部４００ｂの先端の窄まりが結合の際の抵抗となり、円筒端部４００ｂが容易に裏返り、筒状胴部４００ａの内部に筒状に突出させることができる。以上のように、本発明の第３の実施の形態に係る超音波探触子によれば、円筒端部４００ｂを筒状胴部４００ａの外部側に、筒状胴部４００ａから離れるにつれて窄まる円錐形状のように形成しているため、結合時の作業が容易で超音波伝達媒体が漏出することがない信頼性の高い超音波探触子を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る超音波探触子は、固定部材を配置するスペースを確保する必要がなく、小型化において部品配置設計の制約とならず、余分な材料費や組み立て工数を省くことができるため、超音波を効率よく伝達させるための超音波伝達媒体が充填された超音波探触子などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材と与圧部材との接続の様子を示す断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材と与圧部材との接続の様子を示す断面図    （ａ）与圧部材に注入部材と封止部材とが装着される前を示す図    （ｂ）与圧部材に注入部材と封止部材とが装着された後を示す図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る超音波探触子の一部である注入部材と与圧部材との接続の様子を示す断面図    （ａ）与圧部材に注入部材と封止部材とが装着される前を示す図    （ｂ）与圧部材に注入部材と封止部材とが装着された後を示す図
【図５】従来の超音波探触子の一部の断面図を示す図
【符号の説明】
【００２３】
１  超音波振動子部
２  音響窓
３  基台
４、３０２、４０２  注入部材
５、３００、４００  与圧部材
５ａ、３００ａ、４００ａ  筒状胴部
５ｂ、３００ｂ、４００ｂ  円筒端部
６、３０１、４０１  封止部材
２００  内圧
２０１、３０３  軸方向
５００  注入部材
５０１  与圧部材
５０２  固定部材
５０３  緩和力
【図１】
2006101938.tif 000003
【図２】
2006101938.tif 000004
【図３】
2006101938.tif 000005
【図４】
2006101938.tif 000006
【図５】
2006101938.tif 000007